[發(fā)明專利]數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中輸入二維圖形來實(shí)現(xiàn)三維圖形加工的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910056582.4
• 申請(qǐng)日: 2009-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN101633134A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牟鳳林;王文波;湯同奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海奈凱電子科技有限公司;上海維宏電子科技有限公司
• 主分類號(hào): B23Q15/02
• 分類號(hào): B23Q15/02;G05B19/04
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳學(xué)雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步涉及數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)三維圖形加工的方法。

背景技術(shù)

數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)是依照用戶輸入的圖形進(jìn)行加工。這樣無形中對(duì)用戶的輸入要求較高。對(duì)于平面圖形加工，用戶或許可以給出較理想的圖形。對(duì)于更加復(fù)雜的立體圖形加工，如要求加工的為橢球面，用戶所輸入的圖形可能并不是用戶真正想要的圖形。這樣必然會(huì)產(chǎn)生用戶輸入圖形與相應(yīng)加工出的圖形的誤差，也增加用戶輸入的困難度。在現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，仍然是嚴(yán)格按照用戶輸入圖形加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中輸入二維圖形來實(shí)現(xiàn)三維圖形加工的方法，即用戶只需輸入平面圖形，數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)依照用戶輸入的平面圖形在曲面上進(jìn)行加工的方法。

為了解決上述問題本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：

一種數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中輸入二維圖形來實(shí)現(xiàn)三維圖形加工的方法，包括以下五個(gè)步驟：

參數(shù)輸入

用戶輸入平面圖形；待加工工件曲面圖形；用戶輸入的平面圖形與待加工工件投影關(guān)系；用戶輸入的平面圖形投影到待加工工件的投影方式；加工機(jī)床的機(jī)械參數(shù)。

將用戶輸入圖形打散成圖元

具體打散的大小根據(jù)加工步長(zhǎng)與加工精度來確定。加工步長(zhǎng)為每次打散的圖形的長(zhǎng)度，而加工精度為打散后的圖形上的點(diǎn)到起點(diǎn)與終點(diǎn)連線上的最大距離。

確定用戶輸入圖形的中心點(diǎn)

因?yàn)楸仨毚_定中心點(diǎn)才能確定它投影的坐標(biāo)。工件中心點(diǎn)可以直接求出。確定中心點(diǎn)的方法為((max(x)+min(x))/2，(max(y)+min(y))/2)。然后再根據(jù)用戶的需要來調(diào)節(jié)中心點(diǎn)坐標(biāo)。

用戶輸入圖形投影到待加工曲面

根據(jù)投影關(guān)系與投影方式，運(yùn)用數(shù)學(xué)變換方法可以求出打散后的圖元坐標(biāo)在待加工曲面上的坐標(biāo)。轉(zhuǎn)換依據(jù)的主要參數(shù)有用戶輸入圖形，待加工圖形，投影方式，投影關(guān)系等來確定具體的轉(zhuǎn)換函數(shù)。

待加工曲面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)械軸坐標(biāo)

根據(jù)待加工曲面坐標(biāo)，可以轉(zhuǎn)換為具體的機(jī)械軸運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)。轉(zhuǎn)換必須依據(jù)具體的數(shù)控機(jī)床來決定。

在參數(shù)輸入步驟中，還需要確定：用戶輸入的平面圖形與待加工工件投影關(guān)系；確定用戶輸入的平面圖形投影到待加工工件的投影方式；根據(jù)投影關(guān)系和投影方式通過數(shù)學(xué)變換得出投影變換公式。

所述投影關(guān)系有五種：上投影，前投影，后投影，左投影，右投影，具體采用哪種投影關(guān)系由用戶確定。

所述投影方式有三種：直接投影、覆蓋式投影、中心點(diǎn)投影，具體采用哪種投影方式由用戶確定。

有益效果

用戶的輸入十分方便。用戶只要給出待加工工件及想要在待加工工件上加工的平面圖形即可。而不需要畫出加工后的具體圖形。

加工效果更好，如果按照用戶輸入的三維圖形進(jìn)行加工。用戶所需要的三維圖形與用戶畫出的三維圖形有時(shí)會(huì)有些誤差。如想在橢球面上畫一條直線，畫出的三維圖形坐標(biāo)必然經(jīng)過了一些取舍。給出平面直線與待加工橢球面，我們直接根據(jù)這些信息給出加工信息將比較精確。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來詳細(xì)說明本發(fā)明；

圖1為本發(fā)明所述一種投影關(guān)系和投影方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

本發(fā)明的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中要求對(duì)用戶輸入的圖形與待加工工件進(jìn)行處理。要解決的問題：

1、確定用戶輸入的平面圖形與待加工工件投影關(guān)系。

2、確定用戶輸入的平面圖形投影到待加工工件的投影方式。

3、投影變換。

4、確定切割方法。

對(duì)于問題1的解決方法：

用戶輸入的平面圖形與待加工工件投影關(guān)系由用戶確定。考慮到五種基本的投影關(guān)系，分別確定：上投影，前投影，后投影，左投影，右投影。

對(duì)于問題2的解決方法：

用戶輸入的平面圖形投影到待加工工件的投影方式也是由用戶確定。考慮到3中基本的投影方式，分別確定為直接投影(待加工工件曲面投影到平面為用戶輸入平面圖形)，覆蓋式投影(用戶輸入平面圖形覆蓋到待加工曲面上)，中心點(diǎn)投影(用戶輸入平面圖形與待加工工件中心點(diǎn)來確定待加工圖形)。

對(duì)于問題3的解決方法：

在確定上述投影關(guān)系與投影方式后，我們根據(jù)數(shù)學(xué)變換可以把用戶輸入的圖形坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)換為待加工工件曲面坐標(biāo)表示。